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Hochfrequenzverstärkerschaltung Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzverstärkerschaltungen,
insbesondere, für Rundfunkempfänger, bei welchen einer oder mehreren Trägerfrequenzverstärkerröhren
eine Regelspannung zur Veränderung des Verstärkungsgrades zugeführt wird.
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Bei derartigen Schaltungen wird im allgemeinen die Regelung der in
einer Röhre bewirkten Verstärkung durch eine entsprechende Veränderung der Gittervorspannung
vorgenommen; durch die Änderung der Gittervorspannung wird der sogenannte Arbeitspunkt
auf der Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie verschoben, so daß die Aussteuerungsspannungen
am Gitter je nach der Größe der Gittervorspannung verschiedene Gebiete dieser Kennlinie
überstreichen. Wenn dafür gesorgt wird, daß von vornherein innerhalb eines Gebietes
der Kennlinie gearbeitet wird, in dem sich die Steilheit mit der Gittervorspannung
ändert, das heißt also, in einem gekrümmten Kennlinienteil, so kann die Verstärkung
in dieser Weise durch Änderung der Gittervorspannung geregelt werden.
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Weil nun bei dieser Art der Verstärkungsregelung vorausgesetzt werden
muß, daß auf gekrümmten Teilen der Röhrenkennlinie gearbeitet wird, so entstehen
auch durch alle anderen möglicherweise ungewollten Veränderungen der Elektrodenspannungen
entsprechende Veränderungen der Verstärkung, das heißt also, die übertragenen Schwingungen
werden durch die Änderungen der Elektrodenspannungen moduliert. So kann beispielsweise
eine unerwünschte Änderung der Anodenspannung modulierend auf die in einem Hochfrequenzverstärker
übertragenen Schwingungen einwirken.
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Eine besonders störende Art der unerwünschten Modulation ist die,
welche sich durch die Änderungen der Betriebsspannung, verursacht durch wechselnde
Belastung einer mehreren Verstärkerstufen gemeinsamen Stromquelle, vergibt. Diese
Kopplung über den inneren Widerstand der gemeinsamen Stromquelle verursacht auf
dem Umweg über den besprochenen Modulationseffekt manchmal eine Schwingungsanfachung
in hörbarer oder unterhörbarer Frequenz, oder jedenfalls doch starke Verzerrungen
der Wiedergabe. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Stromschwankungen im
Niederfrequenzverstärker die Ursache für entsprechende Schwankungen der Anodenspannung
am Hochfrequenzverstärker bilden, wodurch die im Hochfrequenzverstärker vorhandene
Trägerschwingung mit den gleichen Schwankungen moduliert wird; so daß sich nach
der Demodulation wieder entsprechende Niederfrequenzschwankungen ergeben. Hier liegt
tatsächlich
eine Art Rückkopplung vor, welche jedoch nur dann wirksam
ist, wenn im Hochfrequenzverstärker eine Modulation erfolgt.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Unterdrückung dieser unerwünschten
Modulationseffekte und schlägt zu diesem Zweck vor, diejenigen unerwünschten Änderungen
des Verstärkungsgrades bzw. Modulationswirkungen im Trägerfrequenzteil der Schaltung,
welche durch Änderungen der Betriebsspannungen infolge von Belastungsänderungen
der gemeinsamen Stromquelle entstehen, im wesentlichen aufzuheben durch Rückführung
einer an der gemeinsamen Stromquelle bzw. einem Spannungsteiler oder einer die unerwünschten
Spannungschwankungen führenden Leitung abgegriffenen Kompensationsspannung zu einer
oder mehreren Verstärkerröhren, durch welche die unerwünschte Modulation verursacht
wird. Es hat sich gezeigt, daß zweckmäßigerweise die Kompensationsspannung den Gitterelektroden
der Verstärkerröhren zugeführt wird: Durch diese Maßnahme können natürlich auch
Modülationswirkungen kompensiert werden, welche durch unerwünschte Änderungen der
Anodenspannung hervorgerufen werden, wenn die zur Kompensation bewirkte Änderung
der Gitterspanneng um i8o° phasenverschoben ist gegenüber der Änderung der Anodenspannung.
Zur richtigen Einstellung der Phasenlage für die Kompensationsspannung können in
der Rückführungsleitung besondere Mittel, beispielsweise ein Kondensator und ein
Widerstand, vorgesehen sein. Außerdem ist eine Amplitudenregelung für die Kompensationsspannung
vorgesehen. Wenn in der Schaltung bereits einem Gitter einer Verstärkerröhre eine
Regelspannung zur Änderung der Verstärkung zugeführt wird, so kann die Korrektionsspannung
am einfachsten demselben Gitter zugeleitet werden: Die Zuführung von Korrektionsspannungen
mit Hilfe einer Umkehrröhre ist an sich bekannt. So ist es beispielsweise bekannt,
bei Niederfrequenzverstärkern die von Unregelmäßigkeiten der Netzspannung, insbesondere
bei Gleichrichterbetrieb; herrührenden Störtöne durch entsprechende Gegenspannungen
wiederaufzuheben. Die Erfindung b.efaßt sich demgegenüber mit einer anderen Aufgabe,
nämlich mit :der Beseitigung unerwünschter Änderungen des Verstärkungsgrades bzw.
Modulationswirkungen im Trägerfrequenzverstärkerteil von Rundfunkempfängern; welche
bei Nichtbeseitigung störende Modulationseffekte im Hochfrequenzteil der Schaltung
hervorrufen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand eines
Schaltbildes näher beschrieben. Das Schaltbild zeigt.einen Hochfrequenzverstärker
i a mit Antenne i o und Erde i i und drei Hochfrequenzverstärkerröhren 14. Der Verstärkungsgrad
des Verstärkers 12 kann durch Veränderung der Gittervorspannung an einer oder mehreren
der Röhren 14 geregelt werden.
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Der Ausgang des Hochfrequenzverstärkers i2 ist mit einem Detektor
verbunden, der in üblicher Weise als Gittergleichrichter arbeitet.
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Der Anodenkreis des Detektors 2i enthält den Kondensator 26 als Kurzschluß
für Hochfrequenzströme zwischen Anode und Kathode und den l'Tiederfrequenztransformater
29, welcher die Niederfreqüenzausgangsleistung des Detektors dem Niederfrequenzverstärker
zuführt, welcher von üblicher Art ist.
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Die Gitter- und Anodenspannungen für die Röhren des Empfängers werden
vorzugsweise über einen Gleichrichter mit Filterkette dem Wechselstromnetz entnommen.
Die positive Klemme des nicht gezeigten Gleichrichters sei mit dem Punkt 58 verbunden,
die negative Klemme mit 59. Die Filterkette; welche die Schwankungen des gleichgerichteten
Wechselstromes beseitigt, enthält die drei Kondensatoren 57 und die Drosselspulen
55 und 56. Die notwendigen Gleichspannungen für den Empfänger werden durch Anwendung
eines Spannungsteilers mit den Widerständen 5o, 51, 52, 53 und 54 erhalten, die
parallel zu den Klemmen des Gleichrichters bzw. der Filterkette geschaltet sind.
Die Anodenspannungen für den Hochfrequenzverstärker werden über die Leitung 65 zugeführt,
die zwischen den Widerständen 51 und 52 angeschlossen ist. Die Detektoranödenspannung
wird durch die mit der Klemme 58 verbundene Leitung 66 zugeführt, welche auch den
Anodenstrom der Niederfrequenzverstärkerröhre-221 liefert. Die Anodenspannung der
Gegentaktverstärkerstufe mit den Röhren 23 wird direkt über die Leitung 66 von der
Plusklemme der Filterkette zugeführt.
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Die am Punkt 41 des Detektoranodenkreises abgezweigte Leitung dient
zusammen mit den Widerständen 38 und 39 und der Umkehrröhre 42 in bekannter Weise
zur automatischen Verstärkungsregelung, indem den Verstärkerröhren 14 eine von der
Amplitude der übertragenen Schwingungen .abhängige Regelspannung zugeführt wird.
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Wenn nun in diesem Empfänger beispielsweise die Niederfrequenzendstufe
mit hoher Ausgangsleistung arbeitet, verursachen die sich ergebenden Schwankungen
in der Spannungsversorgung eine Selbstmodulation der Röhren 14 im Verstärker 12.
Dies verursacht °ntsprechend den vorausgeschickten Überlegungen eine kontinuierliche
Schwingung in einer niederen Hörfrequenz, die ein motorbootähnliches
Klopfgeräusch
verursacht, oder zumindest eine Verzerung der empfangenen Signale. In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird diese Modulation durch Anwendung eines Modulationsausgleichs
über den Kondensator 46 und den Widerstand 45 wesentlich vermindert oder praktisch
aufgehoben. Durch dieses Mittel wird der Gittervorspannung eine modulierende Schwankung
überlagert, die gegenüber der modulierenden Wirkung der Schwankungen im Anodenkreis
der Röhre 14 gleich und in der Wirkung entgegengesetzt ist. Von den beiden Elementen
45 und 46 ist der Kondensator 46 das wichtigere. Der Widerstand 45 dient prinzipiell
dazu, die Phase der Schwankung zu korrigieren, die der Gittervorspannung überlagert
wird. Es ist zu beachten, daß das Element 46 mit der Leitung 64 verbunden ist. Damit
der Modulationsausgleich wirksam sein kann, ist es nötig, daß die Nieder frequenzverstärkerröhren
nicht mit einem beliebigen Punkt an den Widerständen 52 und 53 verbunden werden,
weil sonst die Ausgleichswirkung gestört würde. Dieser Bedingung ist in der gezeichneten
Schaltung Genüge getan.
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Die folgenden zwei Gleichungen sollen annähernd erfüllt sein, um die
Modulationseffekte auszugleichen: R1 (C2. + C3) = Mu R2 C3 I R, Cl (C2 -f-
C3) ° (RZ -I- R3) C2 C3 (') In diesen Gleichungen ist: R1 = Widerstand 52, R2 =
Widerstand. 53, R3 = Widerstand 45, C1 = Summe der Kapazitäten 17, C2 = Summe der
Kapazitäten 15, C3 = Kapazität 46, D-lzs = Verstärkungsfaktor der Röhre 14.
_ Gleichung (i} ist gewöhnlich die wichtigere und enthält nicht den die Phase korrigierenden
Widerstand 45 (R3). Für bessere Resultate muß dieser Widerstand jedoch den genauen
Wert haben, der die Gleichung (2) befriedigt.